JP6854953B1 - Wire electric discharge machine - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単かつ最小限の改良で温度変化によって生じる上側ガイドユニットの相対位置のずれを抑制し、精度の高いワイヤ放電加工装置を提供する。【解決手段】ワイヤ電極Wを上側で案内する上側ガイドユニット82を支持する上側支持体6を備えたワイヤ放電加工装置100であって、上側支持体6は、下端に上側ガイドユニット82が設けられたアーム61と、アーム61を少なくとも1つの軸方向に移動させるとともにセラミックスよりも線膨張係数が大きい材料から形成された軸駆動部51と、アーム61と軸駆動部51を連結するとともにセラミックスで形成された調整ブロック62を備え、調整ブロック62は、軸駆動部51と調整ブロック62の締結面に発生するバイメタル効果により上側支持体6の伸縮による上側ガイドユニット82の変位が抑えられる位置に固定されていることを特徴とする。【選択図】図2PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wire electric discharge machining apparatus having high accuracy by suppressing a deviation of a relative position of an upper guide unit caused by a temperature change with a simple and minimum improvement. SOLUTION: The wire electric discharge machine 100 includes an upper support 6 for supporting an upper guide unit 82 that guides a wire electrode W on the upper side, and the upper support 6 is provided with an upper guide unit 82 at the lower end. The arm 61, the shaft drive portion 51 formed of a material having a linear expansion coefficient larger than that of ceramics while moving the arm 61 in at least one axial direction, and the arm 61 and the shaft drive portion 51 are connected and formed of ceramics. The adjustment block 62 is provided at a position where the displacement of the upper guide unit 82 due to expansion and contraction of the upper support 6 is suppressed due to the bimetal effect generated on the fastening surface between the shaft drive unit 51 and the adjustment block 62. It is characterized by being. [Selection diagram] Fig. 2
Description
本発明は、ワイヤ電極を用いて放電加工を行うワイヤ放電加工装置に関し、特に、上下に延びるコラムから横に延びてワイヤ電極を上側で案内する上側ガイドユニットを支持する上側支持体と、コラムから横に延びてワイヤ電極を下側で案内する下側ガイドユニットを支持する下側支持体とを備えた放電加工装置に関する。 The present invention relates to a wire electric discharge machine that performs electric discharge machining using a wire electrode, and in particular, from an upper support that supports an upper guide unit that extends laterally from a column extending vertically and guides the wire electrode on the upper side, and from the column. The present invention relates to an electric discharge machine including a lower support that supports a lower guide unit that extends laterally and guides a wire electrode on the lower side.
従来、ワイヤ電極を用いて被加工物を放電加工するワイヤ放電加工装置が知られている。ワイヤ放電加工装置は、被加工物とワイヤ電極の間の放電現象を利用して加工を行うため、切削加工では切断することが困難な硬い金属やセラミックス等の高硬度材を精密加工することができる。
近年、耐久性向上の観点から高硬度材が金型等の様々な部品に使用されるようになり、ワイヤ放電加工装置には高いレベルでの加工精度の実現が要求されるようになってきた。
Conventionally, a wire electric discharge machine for electric discharge machining of an workpiece using a wire electrode is known. Since the wire electric discharge machine processes by utilizing the electric discharge phenomenon between the workpiece and the wire electrode, it is possible to precisely process high hardness materials such as hard metals and ceramics that are difficult to cut by cutting. it can.
In recent years, high-hardness materials have come to be used for various parts such as dies from the viewpoint of improving durability, and wire electric discharge machines are required to realize a high level of machining accuracy. ..
汎用のワイヤ放電加工装置においては、コラム側から水平方向に配置されるように支持されている上側支持体および下側支持体の先端にそれぞれ上側ガイドユニットと下側ガイドユニットが取り付けられている。ただし、上側支持体は、ワイヤ放電加工装置の全体の構成上、一般的にアームと軸駆動部を含む1以上の構成部品を含んで形成されている。ワイヤ放電加工装置において被加工物を加工するときは、上側ガイドユニットの中に収容されている上側ワイヤガイドと下側ガイドユニットの中に収容されている下側ワイヤガイドとの間にワイヤ電極を所定の張力をもって張架し、走行するワイヤ電極と被加工物との間に形成される加工間隙に放電を発生させながら、上側ガイドユニットおよび下側ガイドユニットを被加工物に対して相対移動させることによって被加工物を任意の形状に切断加工する。また、上側ガイドユニットと下側ガイドユニットとの相対的な位置制御を行うことで、ワイヤ電極を所望の角度に配置して放電し精密な形状に被加工物を加工する、いわゆるテーパカットが可能である。 In a general-purpose wire electric discharge machine, an upper guide unit and a lower guide unit are attached to the tips of an upper support and a lower support that are supported so as to be arranged horizontally from the column side, respectively. However, the upper support is generally formed to include one or more components including an arm and a shaft drive portion in the overall configuration of the wire electric discharge machine. When machining an workpiece in a wire electric discharge machine, a wire electrode is placed between the upper wire guide housed in the upper guide unit and the lower wire guide housed in the lower guide unit. The upper guide unit and the lower guide unit are moved relative to the workpiece while being stretched with a predetermined tension and generating an electric discharge in the machining gap formed between the traveling wire electrode and the workpiece. By doing so, the workpiece is cut into an arbitrary shape. Further, by controlling the relative positions of the upper guide unit and the lower guide unit, it is possible to perform so-called taper cutting in which the wire electrodes are arranged at a desired angle and discharged to process the workpiece into a precise shape. Is.
このようなワイヤ放電加工装置においては、上側支持体と下側支持体がそれぞれ種々の要因で変形して、先端に取り付けられている上側ガイドユニットないし下側ガイドユニットの位置決め精度に誤差を与える。例えば、外力に対しては、高剛性の素材を使用することによって誤差を低減するようにされている。また、熱変位に対しては、熱膨張係数のより小さい素材を使用することによって誤差を低減するようにされている。しかしながら、発熱や外部環境の温度の変化により装置の温度が上昇または下降すると、材質の異なる構成部品の締結面に熱変位による熱膨張差が発生し、機械精度や加工精度に悪影響を及ぼすことがある。具体的には、上側ガイドユニットおよび下側ガイドユニットを支持する支持体の温度が変化した場合、支持体が膨張または収縮して熱変形が生じ、上側ガイドユニットと下側ガイドユニットの相対的な位置ずれが発生して位置決め精度や加工精度の低下を引き起こすという問題が生じていた。 In such a wire electric discharge machine, the upper support and the lower support are deformed due to various factors, and an error is given to the positioning accuracy of the upper guide unit or the lower guide unit attached to the tip. For example, for external force, the error is reduced by using a highly rigid material. Further, for thermal displacement, an error is reduced by using a material having a smaller coefficient of thermal expansion. However, when the temperature of the device rises or falls due to heat generation or changes in the temperature of the external environment, a difference in thermal expansion due to thermal displacement occurs on the fastening surfaces of components made of different materials, which may adversely affect machine accuracy and machining accuracy. is there. Specifically, when the temperature of the upper guide unit and the support supporting the lower guide unit changes, the support expands or contracts to cause thermal deformation, and the relative between the upper guide unit and the lower guide unit. There has been a problem that misalignment occurs and causes deterioration of positioning accuracy and machining accuracy.
構成部品の熱変位を防止するために、上下の支持体に加工液を流通させるものが知られている(特許文献1)。具体的には、ワイヤ電極を支持する上側支持体および下側支持体を同一温度に制御するように内部に加工液を流通させるものであり、上下の支持体が常時同一温度に保たれることにより、両者の膨張や収縮が同じとなるため、加工精度の悪化を防ぐことができる。
また、温度を検出する温度検出センサを複数装置本体に配置して、ワイヤ放電加工を行う際に温度検出センサが検出した温度によって装置の熱変形量を算出し移動量を補正するものもある(特許文献2)。
さらに、材質の違いを考慮して上側支持体の温度変化による変化量と下側支持体の温度変化による変化量が等しくなるように各部品の水平方向の長さの選定を行うワイヤ放電加工装置に関する発明(特許文献3)等が開示されている。
In order to prevent thermal displacement of component parts, a processing liquid is known to be circulated through upper and lower supports (Patent Document 1). Specifically, the processing liquid is circulated inside so as to control the upper support and the lower support that support the wire electrode to the same temperature, and the upper and lower supports are always kept at the same temperature. As a result, the expansion and contraction of both are the same, so that deterioration of processing accuracy can be prevented.
In addition, there is also one in which a plurality of temperature detection sensors for detecting the temperature are arranged in the main body of the device, and the amount of thermal deformation of the device is calculated based on the temperature detected by the temperature detection sensor when wire discharge processing is performed to correct the amount of movement (the amount of movement is corrected). Patent Document 2).
Furthermore, a wire electric discharge machine that selects the horizontal length of each component so that the amount of change due to temperature change of the upper support and the amount of change due to temperature change of the lower support are equal in consideration of the difference in material. (Patent Document 3) and the like are disclosed.
しかしながら、特許文献1のように装置内部に加工液を流通させる方法は、装置が大型化するうえ、加工液の循環設備費や維持費がかかる。また特許文献2のように温度検出センサを使用する方法は、温度検出センサ等の追加部品の購入費用がかかり、さらに装置本体の正確な温度をリアルタイムに測定できない場合は補正値にタイムラグが生じ、補正に誤差が生じる可能性がある。
However, the method of distributing the processing liquid inside the apparatus as in Patent Document 1 increases the size of the apparatus and requires the circulation equipment cost and the maintenance cost of the processing liquid. Further, the method of using the temperature detection sensor as in
そこで本願発明者らが特許文献3に開示された発明をもとに鋭意検討を行った結果、構造に創意工夫を凝らすことで、シンプルかつ低コストで熱変位が最小限となる上側支持体を発明するに至った。
Therefore, as a result of diligent studies by the inventors of the present application based on the invention disclosed in
よって本発明は、簡単な構成かつ低コストで位置決め精度および加工精度を向上させることが可能な放電加工装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an electric discharge machining apparatus capable of improving positioning accuracy and machining accuracy with a simple configuration and low cost.
本発明は、ワイヤ電極を上側で案内する上側ガイドユニットを支持する上側支持体を備えたワイヤ放電加工装置であって、前記上側支持体は、下端に前記上側ガイドユニットが設けられたアームと、前記アームの背面に設けられ、前記アームを少なくとも1つの軸方向に移動させるとともにセラミックスよりも線膨張係数が大きい材料から形成された軸駆動部と、前記アームと前記軸駆動部を連結するとともにセラミックスで形成された調整ブロックを備え、前記調整ブロックは、前記軸駆動部と前記調整ブロックの締結面に発生するバイメタル効果により前記上側支持体の伸縮による前記上側ガイドユニットの変位が抑えられる位置に固定されていることを特徴とする。 The present invention is a wire electric discharge machine provided with an upper support that supports an upper guide unit that guides a wire electrode on the upper side, and the upper support includes an arm provided with the upper guide unit at the lower end. A shaft drive unit provided on the back surface of the arm and formed of a material having a linear expansion coefficient larger than that of ceramics while moving the arm in at least one axial direction is connected to the arm and the shaft drive unit and ceramics. The adjustment block is fixed at a position where the displacement of the upper guide unit due to the expansion and contraction of the upper support is suppressed by the bimetal effect generated on the fastening surface between the shaft drive unit and the adjustment block. It is characterized by being done.
ここで、「軸駆動部」とはアームを軸方向に移動させるための駆動機構で、少なくともアームが調整ブロックを介して固定されている駆動機構を指す。具体的には本実施形態においては少なくともU軸スライダーを含む。
上側支持体の温度が変化すると、上側支持体全体が伸縮して、上側ガイドユニットと下側ガイドユニットの相対的な位置ずれが発生する。よって、アームと軸駆動部を直接固定せずに調整ブロックを介して固定することで、材質の異なるアームと軸駆動部に発生するバイメタル効果を利用して、上側支持体の伸縮方向と逆の向きの変位を発生させ、結果として上側ガイドユニットと下側ガイドユニットの相対的な位置ずれを抑えることが可能となる。
Here, the "axis drive unit" is a drive mechanism for moving the arm in the axial direction, and refers to a drive mechanism in which at least the arm is fixed via an adjustment block. Specifically, in this embodiment, at least a U-axis slider is included.
When the temperature of the upper support changes, the entire upper support expands and contracts, causing a relative misalignment between the upper guide unit and the lower guide unit. Therefore, by fixing the arm and the shaft drive unit via the adjustment block instead of directly fixing them, the bimetal effect generated in the arm and the shaft drive unit made of different materials is utilized, and the direction is opposite to the expansion / contraction direction of the upper support. It is possible to generate a displacement in the direction, and as a result, suppress the relative positional deviation between the upper guide unit and the lower guide unit.
本発明のワイヤ放電加工装置は、前記調整ブロックの上面が前記軸駆動部の底面に固定されていることを特徴とする。 The wire electric discharge machine of the present invention is characterized in that the upper surface of the adjustment block is fixed to the bottom surface of the shaft drive unit.
本発明の構造として、セラミックスで形成されている調整ブロックの上面をセラミックスよりも線膨張係数が大きい材料から形成された軸駆動部の底面に固定しており、アームは軸駆動部に直接固定されていない。このような構造とすることによって、調整ブロックと軸駆動部の締結面に発生するバイメタル効果により、上側支持体の温度の変化による伸縮方向とは逆の変位を上側ガイドユニットに発生させ、上側ガイドユニットの位置ずれを解消することが可能となる。 As the structure of the present invention, the upper surface of the adjustment block made of ceramics is fixed to the bottom surface of the shaft drive unit made of a material having a coefficient of linear expansion larger than that of ceramics, and the arm is directly fixed to the shaft drive unit. Not. With such a structure, the bimetal effect generated on the fastening surface between the adjustment block and the shaft drive unit causes the upper guide unit to be displaced in the opposite direction to the expansion and contraction direction due to the temperature change of the upper support, and the upper guide is provided. It is possible to eliminate the displacement of the unit.
本発明のワイヤ放電加工装置は、前記調整ブロックが前記アームの背面から突出して設けられていることを特徴とする。
また本発明のワイヤ放電加工装置は、前記アームと前記調整ブロックが一体成形されていることを特徴とする。
さらに本発明のワイヤ放電加工装置は、前記アームと前記調整ブロックが全体として側面視で逆L字形状に形成されていることを特徴とする。
The wire electric discharge machine of the present invention is characterized in that the adjusting block is provided so as to project from the back surface of the arm.
Further, the wire electric discharge machining apparatus of the present invention is characterized in that the arm and the adjusting block are integrally molded.
Further, the wire electric discharge machine of the present invention is characterized in that the arm and the adjusting block are formed in an inverted L shape as a whole in a side view.
本発明によれば、調整ブロックがアームの背面から突出して設けられている構成や、アームと調整ブロックが全体として側面視で逆L字形状に形成されている構成等、簡単な構成かつ低コストで上側ガイドユニットと下側ガイドユニットの相対的な位置ずれを抑えることが可能となる。
さらに調整ブロックとアームを一体成形することで、製造工程を簡略化することが可能となる。
According to the present invention, there is a simple configuration and low cost, such as a configuration in which the adjustment block is provided so as to project from the back surface of the arm, or a configuration in which the arm and the adjustment block are formed in an inverted L shape in a side view as a whole. It is possible to suppress the relative positional deviation between the upper guide unit and the lower guide unit.
Further, by integrally molding the adjustment block and the arm, the manufacturing process can be simplified.
本発明のワイヤ放電加工装置は、セラミックスで形成された調整ブロックをセラミックスよりも線膨張係数が大きい材料から形成された軸駆動部に配置するだけで上側支持体の熱による膨張または収縮による上側ガイドユニットの変位を最小限にすることが可能であり、簡単かつ低コストで、温度変化によって生じる相対位置のずれを抑制し、精度の高いワイヤ放電加工装置を提供することが可能となる。 In the wire electric discharge machine of the present invention, an adjustment block made of ceramics is simply placed on a shaft drive unit made of a material having a coefficient of linear expansion larger than that of ceramics, and an upper guide is provided by thermal expansion or contraction of the upper support. It is possible to minimize the displacement of the unit, suppress the relative position deviation caused by the temperature change at a simple and low cost, and provide a highly accurate wire electric discharge machining apparatus.
<1. 第1の実施形態>
(1.1 ワイヤ放電加工装置100の全体構成)
以下、図を用いて本発明の第1の実施形態について詳細に説明する。図1は、本発明の実施形態に係るワイヤ放電加工装置100の概略を示す側面図であり、図2は、上記実施形態の上側支持体6の実施形態を示す斜視図である。図3は、上記実施形態の上側支持体6の実施形態を示す側面図である。以下の説明では、ワイヤ放電加工装置100の機械本機において、U軸スライダー51に垂直アーム61が設けられている側の面(図1の紙面上、左側から機械本機をみた場合の面)を正面とする。そして正面に向かって後側を背面とし、正面に向かって右手側および左手側を側面とする。そして正面に向かって上側から機械本機をみた場合の面を上面とし、下側からみた場合の面を底面とする。
<1. First Embodiment>
(1.1 Overall configuration of wire electric discharge machine 100)
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view showing an outline of a wire
ワイヤ放電加工装置100は、設置面に載置されたベッド1と、水平方向であるY軸方向に往復移動可能にベッド1上に設置されたコラム2と、このコラム2の上にY軸方向と平行な水平1軸方向(V軸方向)に往復移動可能に水平に設置されたV軸スライダー52と、V軸スライダー52の一端に設けられたZ軸ベース91と、Z軸ベース91にリニアガイド93aを介してZ軸方向に往復移動可能に取り付けられたZ軸スライダー93と、Z軸スライダー93のZ軸ベース91に対向する面にリニアガイド51aを介してX軸方向と平行な水平1軸方向(U軸方向)に往復移動可能に水平に設置されたU軸スライダー51と、垂直アーム61と、U軸スライダー51の底面に固定された調整ブロック62を含む。
ここで、垂直アーム61、調整ブロック62、U軸スライダー51およびZ軸スライダー93を総称して上側支持体6と記す。
垂直アーム61の下端には上側ガイドユニット82が固定され、コラム2の下方の側壁には、コラム2から延びた下側支持体7が固定されており、一端に下側ガイドユニット81が固定されている。
The wire
Here, the
The
またY軸方向と垂直な方向(X軸方向)に移動可能に設置されたテーブル3を備え、テーブル3の上には図示しない加工槽4が取り付けられ、被加工物を加工槽4内のワークスタンド上に載置することができる。 Further, a table 3 is provided so as to be movable in a direction perpendicular to the Y-axis direction (X-axis direction), and a processing tank 4 (not shown) is mounted on the table 3, and a workpiece is placed on the work in the processing tank 4. It can be placed on a stand.
ベッド1の上部にはY軸方向に延びる複数のレール11と、X軸方向に延びる複数のレール13が固定され、レール11はコラム2の底部に固定された複数のリニアガイド21と係合し、レール13はテーブル3の底部に固定された複数のリニアガイド31と係合している。それによりコラム2はY軸方向に直線移動可能となっており、テーブル3はX軸方向に直線移動可能となっている。
A plurality of
コラム2の上部にはV軸方向に延びる複数のレール22が固定され、これらのレール22は、V軸スライダー52の底部に固定された複数のリニアガイド52aと係合している。それによりV軸スライダー52は、V軸方向に直線移動可能となっている。
V軸スライダー52の一端にはZ軸ベース91が一体的に固定されている。
A plurality of
A Z-
Z軸ベース91の正面には、Z軸方向に延びる複数のレール92が固定され、これらのレール92は、Z軸スライダー93に設けられた複数のリニアガイド93aと係合している。これによりZ軸スライダー93は、Z軸ベース91に対して上下方向つまりZ軸方向に直線移動可能となっている。
A plurality of
Z軸スライダー93の正面には、U軸方向に延びる複数のレール94が固定され、これらのレール94は、U軸スライダー51に設けられた複数のリニアガイド51aと係合している。これによりU軸スライダー51は、Z軸スライダー93に対してU軸方向に直線移動可能となっている。
A plurality of
なおリニアガイド21,31,51a,52a,93aは公知のものが適宜利用可能であり、コラム2、U軸スライダー51、V軸スライダー52、Z軸スライダー93、テーブル3は、モータ等の駆動部材により各方向に往復移動する。
As the
U軸スライダー51は、側面視で略矩形状をした部材である。V軸スライダー52、Z軸ベース91、Z軸スライダー93およびU軸スライダー51は製造上の制約からセラミックスよりも線膨張係数が大きい材料である鋳鉄で形成されている。
The
垂直アーム61は、長尺の角柱形状の部材であって、背面に調整ブロック62が固定され、下端にはステンレスで形成された上側ガイドユニット82が設けられている。垂直アーム61は、XY平面に垂直に設けられ、熱による変形が少なく剛性の高い素材であるセラミックスで形成されている。
The
下側支持体7は、コラム2の前面下部に固定されてコラム2から延びる角柱形状もしくは円柱形状の部材であって、先端に下側ガイドユニット81が固定されている。下側支持体7はセラミックスで形成され、下側ガイドユニット81は、鋳鉄の線膨張係数よりも大きい線膨張係数を有する材料であるステンレスから形成される。
The lower support 7 is a prismatic or cylindrical member fixed to the lower part of the front surface of the
ワイヤ放電加工装置100は、図示しない放電加工用の電源装置から被加工物とワイヤ電極Wとに加工電圧を供給しつつ、図示しない制御装置により、ワークスタンドに載置された被加工物を上側ガイドユニット82と下側ガイドユニット81の間に掛け渡されたワイヤ電極Wに対して所望の経路に沿って相対的に移動させ、放電加工を行うことができる。
The wire
(1.2 調整ブロック62の構成)
図4は、上記実施形態の上側支持体6の実施形態を示す底面図であり、図5は、上記実施形態の調整ブロック62を示す模式図である。図6は、外気温上昇時の従来の上側支持体500の変位を示す説明図であり、図7は、外気温上昇時の本発明の上側支持体6の変位を示す説明図である。図8は、上記実施形態の上側支持体6のその他の例を示す側面図であり、図10は、従来の上側支持体500を示す斜視図である。ここで図6および図7では垂直アーム61,561および調整ブロック62を分かりやすいように斜線で示している。
従来のワイヤ放電加工装置においては、垂直アーム561はXZ面に平行な締結面M1でとU軸スライダー551に固定されている(図6、図10)。外部環境の変化により上側支持体500の温度が変化すると、上側支持体6全体が正面方向へ伸長(Y軸方向負の方向)または背面方向へ収縮(Y軸方向正の方向)するため(F3)、垂直アーム561の下端に設けられた上側ガイドユニット582も上側支持体500の伸縮に伴って正面方向または背面方向にずれ、上側ガイドユニット82と下側ガイドユニット81の相対的な位置ずれが発生する。それは、上側支持体6を構成するZ軸スライダー93およびU軸スライダー51が製造上、セラミックスよりも線膨張係数が大きい材料である鋳鉄で形成されていることから、セラミックスで形成された下側支持体7と比較してより伸縮するからである。
また、U軸スライダー551と垂直アーム561の材質の違いによる熱膨張率の差により締結面M1に内部応力が発生する(バイメタル効果)。具体的には、垂直アーム561の材質であるセラミックスは、U軸スライダー551の材質である鋳鉄と比べると線膨張係数が約1/2〜約1/3であるため、温度上昇時、締結面M1に平行に働く圧縮と引っ張り応力が大きくなり、垂直アーム561に垂直方向から傾斜する力F1が発生し、上側ガイドユニット82が正面方向へずれてしまう。また温度下降時は、垂直アーム561に垂直方向から傾斜する力F1とは反対の力が発生し、上側ガイドユニット582が背面方向へずれてしまう。
このように上側支持体6の熱による伸縮およびU軸スライダー551と垂直アーム561のバイメタル効果の二つの要因により、温度上昇時、上側ガイドユニット582は正面方向にずれ、温度下降時は背面方向にずれてしまう。
(1.2 Configuration of adjustment block 62)
FIG. 4 is a bottom view showing an embodiment of the
In the conventional wire electric discharge machine, the
Further, internal stress is generated in the fastening surface M1 due to the difference in the coefficient of thermal expansion due to the difference in the materials of the
In this way, due to the two factors of expansion and contraction due to the heat of the
よって、本実施形態では、鋳鉄よりも熱膨張率の小さいセラミックスで形成された調整ブロック62(図4、図5)の上面621をU軸スライダー51の締結面M2である底面に固定し、調整ブロック62の正面623に垂直アーム61を固定する。U軸スライダー51と垂直アーム61は、調整ブロック62を介して間接的に接続されており、直接的には接続されていない。
このような構造とすることで、温度上昇時、上側支持体6全体は熱によって正面方向へ伸長(Y軸方向負の方向)するが(F3)、U軸スライダー51と調整ブロック62とのバイメタル効果により、垂直アーム61に対して背面方向(Y軸方向正の方向)に傾く力F2が作用し、上側ガイドユニット82のずれを相殺することができる(図7)。また温度下降時は、上側支持体6全体は背面方向へ収縮(Y軸方向正の方向)するが、U軸スライダー51と調整ブロック62とのバイメタル効果により、垂直アーム61に対して正面方向(Y軸方向負の方向)に傾く力が作用するため、上側ガイドユニット82のずれを相殺することができる。
上側支持体6の温度が上昇または下降した場合であっても、調整ブロック62を追加するという簡単な構造の改良で上側ガイドユニット82のずれを解消することが可能となる。
Therefore, in the present embodiment, the
With such a structure, when the temperature rises, the entire
Even when the temperature of the
本実施形態において調整ブロック62の形状は方形状であるが(図5)、U軸スライダー51と調整ブロック62の締結面M2に発生するバイメタル効果を利用して、上側支持体6の伸縮による上側ガイドユニット82のずれを相殺することができる形状であれば限定されるものではなく、例えば円柱状であってもよい。調整ブロック62の形状やサイズを変更することで、締結面M2に発生するバイメタルの効果を調整し、垂直アーム61の傾き量を決定することができる。
調整ブロック62の材質は、U軸スライダー51に使用されている材質よりも熱膨張率が小さいものであればよく、好ましくはセラミックスである。
また調整ブロック62のU軸スライダー51への取付位置は、U軸スライダー51と調整ブロック62の締結面M2に発生するバイメタル効果を利用して、上側支持体6の伸縮による上側ガイドユニット82のずれを相殺することができる位置であれば特に限定されるものではない。
調整ブロック62は、例えば垂直アーム61の背面から突出して設けられていてもよいし(図3)、垂直アーム61と調整ブロック62は、全体として側面視で逆L字形状に形成されていてもよい(図8)。
また垂直アーム61と調整ブロック62は一体成形されていてもよい。
Although the shape of the
The material of the adjusting
Further, the mounting position of the
The
Further, the
<2.シミュレーション例>
図9は、上記実施形態の上側支持体6の外部環境の温度変化[℃]による垂直変位[μm]を示す説明図である。
本実施形態に係る上側支持体6と、調整ブロック62を有さない従来の上側支持体500(比較例1、図6,図10)について効果の比較を行うために数値シミュレーションを行った。
具体的には上側支持体6,500の外気温度(室温)を3℃上昇させた状態と6℃上昇させた状態を繰り返し行い(図9の下のグラフ)、垂直アーム61に取り付けられた上側ガイドユニット82,582の垂直方向(Z軸方向)の変位[μm]を計測した(図9の上のグラフ)。ここで、図9の上のグラフのうち、実線が本発明の実施形態の上側支持体6の垂直変位[μm]を示すグラフであり、破線は比較例1の従来の上側支持体500の垂直変位[μm]を示すグラフである。
<2. Simulation example>
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a vertical displacement [μm] of the
A numerical simulation was performed to compare the effects of the
Specifically, the state in which the outside air temperature (room temperature) of the upper support 6,500 is raised by 3 ° C. and the state in which the temperature is raised by 6 ° C. is repeated (graph at the bottom of FIG. 9), and the upper side attached to the
図9の上のグラフによれば、比較例1の上側支持体500と比較して、調整ブロック62を有する上側支持体6は、外気の温度が変化した場合であっても上側ガイドユニット82の垂直方向のずれが少ないことがわかる。
このように上側支持体6は調整ブロック62を取り付けるという簡単な構造により、垂直アーム61の反りや変形を抑制することができる。
According to the upper graph of FIG. 9, as compared with the
As described above, the
本実施形態では、上側支持体6をU軸、V軸、Y軸、Z軸方向に移動させ、テーブル3をX軸方向に移動する構成であったが、テーブル3をY軸およびX軸方向に移動させる構成としてもよい。
本実施形態の構成においては、V軸スライダー52の正面側にZ軸スライダー93が設けられ、Z軸スライダー93の正面側にU軸スライダー51が設けられ、U軸スライダー51の正面に垂直アーム61が設けられた構成であったが、V軸スライダー52、U軸スライダー51、Z軸スライダー93がどのような位置で取り付けられていたとしても、一番正面側に取り付けられている軸駆動部に対して垂直アーム61が正面側に配置されていれば、調整ブロック62を使用して同様な効果を得ることができる。
In the present embodiment, the
In the configuration of the present embodiment, the Z-
以上説明した本発明は、この発明の精神および必須の特徴的事項から逸脱することなく他のいろいろな形態で実施することができる。したがって、本明細書に記載した実施例は例示的なものであり、これに限定して解釈されるべきものではない。 The present invention described above can be carried out in various other forms without departing from the spirit and essential characteristics of the present invention. Therefore, the examples described herein are exemplary and should not be construed as limited to this.
1 ベッド
2 コラム
3 テーブル
51 U軸スライダー
52 V軸スライダー
6 上側支持体
61 垂直アーム
62 調整ブロック
7 下側支持体
81 下側ガイドユニット
82 上側ガイドユニット
91 Z軸ベース
93 Z軸スライダー
W ワイヤ電極
100 ワイヤ放電加工装置
500 従来の上側支持体
1
Claims (5)
前記上側支持体は、下端に前記上側ガイドユニットが設けられたアームと、前記アームの背面に設けられ、前記アームを少なくとも1つの軸方向に移動させるとともにセラミックスよりも線膨張係数が大きい材料から形成された軸駆動部と、前記アームと前記軸駆動部を連結するとともにセラミックスで形成された調整ブロックを備え、
前記調整ブロックは、前記軸駆動部と前記調整ブロックの締結面に発生するバイメタル効果により前記上側支持体の伸縮による前記上側ガイドユニットの変位が抑えられる位置に固定されていることを特徴とするワイヤ放電加工装置。 A wire electric discharge machine provided with an upper support that supports an upper guide unit that guides a wire electrode on the upper side.
The upper support is formed of an arm provided with the upper guide unit at the lower end and a material provided on the back surface of the arm, which moves the arm in at least one axial direction and has a coefficient of linear expansion larger than that of ceramics. The shaft drive unit is connected to the arm and the shaft drive unit, and an adjustment block made of ceramics is provided.
The wire is fixed at a position where the displacement of the upper guide unit due to expansion and contraction of the upper support is suppressed by the bimetal effect generated on the fastening surface between the shaft drive unit and the adjustment block. Electric discharge machine.
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